我在初中物理教科書裡看到摩擦力與接觸面面積無關但為什麼汽車輪胎越寬抓地力越大

時間 2022-02-08 01:10:06

1樓:啊啊啊

摩擦力是滑動摩擦係數u和接觸物理(受力平面)給物體的支援力的乘積。

u是確定的,如果題目涉及到壓強,就有關fn=ps,支援力再分析與運動方向垂直方向的合

內部摩擦是物質內部的原子或分子相互運動所造成的能量損失。由於外部力作用所造成的不同部位的粒子的加速度的不同可以造成(比如液體)內部的相對運動。內部摩擦的大小與物質的粘性有關。

新的摩擦粘附論認為,兩個相互接觸的表面,無論做得多麼光滑,從原子尺度看,還是粗糙的,有許多微小的凸起,把這樣的兩個表面放在一起,微凸起的頂部發生接觸,微凸起之外的部分接觸面間有10^-8m或更大的間隙。這樣,接觸的微凸起的頂部承受了接觸面上的法向壓力。如果這個壓力很小,微凸起的頂部發生彈性形變;如果法向壓力較大,超過某一數值(每個凸起上約千分之幾牛頓),超過材料的彈性限度,微凸起的頂部便發生塑性形變,被壓成平頂,這時互相接觸的兩個物體之間距離變小到分子(原子)引力發生作用的範圍,於是,兩個緊壓著的接觸面上產生了原子性黏合。

這時,要使兩個彼此接觸的表面發生相對滑動,必須對其中的一個表面施加一個切向力,來克服分子(原子)間的引力,剪斷實際接觸區生成的接點,這就產生了摩擦。

2樓:冷眼q笑痴塵

寬輪胎可以讓汽車稱重量變大,重量變大滑動摩擦力(就是抓地力)就會變大(根據f磨=μmg可得出該結論),所以汽車輪胎越寬抓地力就會越大

摩擦力,不是與面積沒有關係嗎,那為什麼汽車輪胎越寬就抓地力越強阻力越大呢?

3樓:途虎話養車

因為輪胎越寬,橡膠分子與路面接觸越多,抓地力就越強。有些賽車如f1賽車輪胎是熱融胎,這種輪胎胎面達到工作溫度時,胎面會變得很粘,像膠水一樣「粘」在地面上!此時輪胎越寬,「粘」的面積就越大,抓地力更強。

在實際生活中可沒有物理試驗中那麼理想,在現實中,輪胎與地面會出現不完全接觸,你的輪胎不可能百分百地貼在地面上。輪胎越寬,接觸面積就越大,就能獲得更大的抓地力。在越野車中,越寬的車輪越不容易陷入泥地,在沙爍地上,越寬的輪胎越容易「咬住」路面!

理論和現實是有差異的!

關於摩擦力,如果f=un,那麼說明摩擦力和接觸面積沒有關係,那麼汽車輪胎為什麼要加寬呢?

4樓:匿名使用者

車胎加寬,應該只是為了減少壓強,防止輪胎被壓爆。與減少摩擦力無關。

騎自行車的時候,車胎癟了會比車胎打飽氣時要重是因為車胎打足氣後,輪子是比較完整的圓,其摩擦力是滾動摩擦。沒打足氣,車胎癟了,就不是完整的圓,就難以滾動而變成了滑動了,這樣就是動摩擦力。學物理中知道,滾動摩擦比滑動摩擦要小。

我看了你的補充,我也說了,摩擦力和接觸面積無關。你舉的兩個例子都不是摩擦力和麵積相關的例子。我都指出了這兩例子中一個增大面積是為了降低壓強,降低壓強的目的不是為了減少摩擦力,只是為了不爆胎,不壓壞路面。

另一個是為了成為完整的圓,使輪子容易滾動。

你不要我們談汽車輪胎,那還有什麼是你認為加大面積來所謂減小摩擦力的?本來就沒這回事嘛。這隻能你提出一項,我們來反駁一項了。

5樓:匿名使用者

這裡面有幾個誤區,幫你澄清一下;同時解答一下你的疑問。

1. f=un?

實際上,這個公式只是表徵摩擦力的其中一種形式。f=un,這個公式的應用前提是「庫倫摩擦定律」,這個定律是關於摩擦的最簡單的描述形式。

中學時期不可能講授太複雜的知識(就好比小學一年級的學生只能理解幾加幾等於幾,不可能理解什麼叫正弦餘弦什麼叫函式)。上大學後,如果你讀的是機械專業,你可以通過查閱和學習專業文獻,對摩擦產生新的理解。如果你大學畢業後繼續讀研究生,並且選擇了摩擦學這個研究方向,那你就會學到更多的摩擦公式。

那麼,這個最簡單的公式,f=un,有什麼問題麼?

是的,有問題。實際上摩擦力可能與壓強有關,可能與運動速度有關,可能與溫度有關。只不過,通常我們不去關心這些複雜的影響因素。

既然有問題,那麼這個公式錯了麼?

也不能這麼說。對實際生活中的複雜問題進行簡化,不僅是科學,更是藝術,這也是數理化的精髓之一。f=un拋開了複雜的因素,抓住了最根本的因素,將問題變得簡單。

而那些複雜的問題,留給研究生、博士、教授和科學家們去研究吧。

2.缺氣的輪胎行駛阻力很大,是因為摩擦力增加了?

這個認識其實是錯誤的。從專業的角度看,摩擦力只是導致輪胎行駛阻力的一個非常次要的因素。

簡單地說,輪胎的行駛阻力主要是因為輪胎橡膠的變形導致的,而不是接地面上的摩擦力。

複雜地說,輪胎因承受車輛的重量而變形,並使輪胎區域性的材料(特別是橡膠材料)產生彎曲、壓縮和剪下變形;輪胎每滾動一圈,這種變形就交替一次。由於橡膠具有粘性,這些變形必定要消耗能量(參考粘彈性力學的相關知識),同時其中一部分能量將轉換為熱能,使胎溫升高。這種能量損失過程才是輪胎滾動阻力的原理。

這就能夠解釋為什麼車胎癟了的時候,騎自行車的時候特別累——因為這時候氣壓小,充氣輪胎剛性小,承受相同的負荷的時候,變形量會更大(你仔細觀察一下,就能看出輪胎在接地區域的變形的差異),變形需要消耗的能量就越大,滾動阻力就越大。

3.輪胎與地面之間的壓強有多大?

這個問題看上去簡單,實際上非常複雜。

簡單地說,輪胎與地面之間的壓強主要取決於輪胎的充氣壓力。充氣壓力越大,接地面積則越小,輪胎與地面之間的壓強越大。

複雜地說,輪胎與地面之間壓強不僅取決於充氣壓力,還取決輪胎本身的大小、形狀和內部結構;並且,這個壓強的分佈是不均勻的(在接地面內,各個點的壓強都不相同),分佈的特徵同樣取決於很多因素。

4.輪胎變寬了,接地面積會增加?或者,輪胎變寬了,壓強會減小?

(車子重量不變的前提下,壓強與接觸面積成反比,所以這兩個問題是完全等價的)

答案是,不一定。

如果氣壓不變,根據上面的解釋,壓強主要取決於輪胎的充氣壓力。這樣導致的結果是,寬輪胎接地確實變寬了,但縱向上卻會變短。因此即使輪胎寬度增加了一倍,整個接地區的面積(包絡面積)也不會有太大變化,通常不會超過20%,甚至有時候還會減小。

然而,前面也說到了,「輪胎與地面之間的壓強不僅取決於充氣壓力,還取決輪胎本身的大小、形狀和內部結構;並且,這個壓強的分佈是不均勻的」。作為一名輪胎研發人員,我們在開發新輪胎的時候會通過努力,儘可能地增大接地面積(哪怕只有5%或者10%),同時使壓強的分佈儘可能均勻。

增大接地面積的目的是什麼呢?

讓輪胎更耐磨;提高行駛穩定性;提高抓地力。每一條解釋起來都很複雜,限於篇幅,不再詳細解釋了。

5.汽車輪胎為什麼要加寬呢?

不同的車子,專注的效能不同。寬的輪胎並非什麼都好,加寬的目的通常是為了追求操控效能。通常寬輪胎的驅動力更大(提速更快),制動力更大(剎車更快),操控的精準性和穩定性也更好(例如在高速轉彎等情況下不會翻車,並且能夠精準轉彎);但舒適效能較差。

這就是為什麼跑車和賽車通常都是又扁又寬的輪胎,但很多豪華轎車卻沒有這樣做。

6.同款的車型質量都是一樣,為什麼輪胎尺寸不一樣?

同品牌同系列同版本的車子,在出廠的時候輪胎規格通常是一樣的。但由於車廠通常會選擇兩家或三家輪胎供貨商,不同廠家生產的輪胎,儘管規格是一樣的,但具體尺寸會略有不同(不會相差太多)。原因也是不同廠家的設計理念有所不同。

有的車子前輪和後輪的規格不同,也同樣是出於不同效能的考慮——比如,前輪要複雜轉彎,後輪要負責驅動;前輪負載大,後輪負載小,等等。

另外,當車子本身改版或者升級的時候,輪胎規格可能也會改變。

最後就是開車的人自己對輪胎進行了改裝或者升級。

7. 其他說明

如果你已經堅持看到了這裡,說明你的求知慾望很強。

我是一名專業的輪胎研發人員,所以需要對這個問題理解的非常透徹,但你沒有必要了解這麼多。如果還有興趣把這些問題弄的更加明白,可以考慮去買些專業書籍來學習,比如《摩擦學》、《汽車輪胎學》,等等。

6樓:匿名使用者

上面的回答都有問題!這題和壓強啥的沒有關係!車胎加寬了,u也是變大的! 這麼說你能明白麼?這因為摩擦力變大了,所以車也變的穩了!同理,車需要的驅動力也變大。

7樓:

壓強!!p=f/s,如果100t中的東西壓在自行車寬的輪胎上,那還不爆嗎?增大接觸面積,減小壓強,也能更好防滑!

8樓:鍋哥果果

汽車輪胎加寬只是為了抓地更穩定,與摩擦力無關。

9樓:一笑而過

摩擦力 f=μn ,適用於剛體狀態,兩個物體之間的摩擦力,等於正壓力和摩擦係數乘積。

而實際當中,任何物體受力,都會變形(胡克定律),而因為受力變形產生接觸面的阻力,是很複雜的,並且往往將這個(附加)阻力,「歸納」到摩擦力上了。

汽車輪胎與地面接觸,車胎氣壓充足時,車胎寬、接觸面積大,壓強就小,車胎與接觸的地面變形就小,附加阻力就小。

車胎癟了,按說是接觸面積更大、壓強更小,附加阻力更小,騎車更省力才對。其實不然,得出與事實不符的結論的原因,是認識不夠全面。車胎癟了,車在運動時,車胎在連續、不斷的反覆變形(與地面接觸的地方),而這個變形是消耗能量的,同樣產生「另一種形式的附加阻力」的。

10樓:匿名使用者

那是因為增大了接觸面的粗糙程度

為什麼輪胎越寬操控越好物理不是說摩擦力與面積無關嗎

11樓:匿名使用者

書上說的摩擦力和摩擦因素及壓力有關,這個是針對,所有的物體都是理想狀態。例如木塊,不會變形,板面不會變形,光滑的程度就猶如數字一樣,能具體定量多少。而現實中所有的東西都是具有彈性,不是理想鋼體,兩個物體接觸面也不是平均光滑,或者絕對平滑。

(現實物體的表面光滑程度是不一致的,不均勻的)加上物體的彈性的存在,接觸之後肯定變形,是接觸面更加不光滑,摩擦力是和接觸面積相關的。而且如果達到絕對光滑,也不會像書上所說的那樣,摩擦力為0,因為無限接近絕對光滑(實際不可能有絕對光滑,因為原子這種空間結構的存在)的兩個物體靠在一起時候,物質的原子間的作用力開始發揮作用了,摩擦力(可能不能叫摩擦力,但是表觀就是摩擦力)會變的非常的大。

輪胎是彈性的,地面是彈性的,所以摩擦力也是相關的,再說了,輪胎接觸面與操控性的因素,摩擦力不是影響操控的絕對因素,應該說,輪胎越寬,越能通過自身的彈性來補償轉向時候的輪胎變形。

純手打,望採納。

12樓:巨蟹

摩擦力與面積無關中講的『摩擦力』是指單位面積下的摩擦受力是個常數(只與摩擦係數有關)的意思。而物體所受的總體摩擦力是單位摩擦受力與面積的乘積。面積越大,所受的總體摩擦力就越大。

輪胎越寬,受力越大整體穩定性就越強

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